井下震动点定位方法和装置与流程

本公开涉及安全监测，尤其是涉及一种井下震动点定位方法和装置。

背景技术：

1、在煤矿井下综放工作面回采过程中，受地质条件、地应力分布、顶板岩层特性等因素影响，极易发生顶板垮塌、岩层来压、煤体冲击等震动事件。这类震动事件不仅可能损坏井下设备、阻断运输通道，还可能引发瓦斯超限、水灾等次生灾害，严重威胁施工人员的生命安全。

2、相关技术中，井下震动监测通常采用单一传感器或简单阵列方式。其中，单一传感器仅能判断震动的大致区域，无法确定具体位置；简单阵列虽利用时间差估算，但传感器布置随意、未考虑岩层对波速的影响，导致定位误差大（通常≥10米）、响应慢（≥30秒），且存在监测盲区、数据传输不稳定。

技术实现思路

1、鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供了一种井下震动点定位方法和装置。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种井下震动点定位方法，包括：

3、获取井下综放工作面上布置的多台微震传感器在预设坐标系的空间坐标、以及预先构建的传播速度校正模型和三维定位方程组；其中，多台微震传感器根据综放工作面的巷道分布、岩层结构及工作面尺寸，在胶运巷和回风巷内分别沿走向间隔布置；

4、通过多台微震传感器实时采集多路震动波信号，并获取各路震动波信号的到达时间；

5、根据综放工作面的岩层柱状图，确定震动波传播路径上的岩层分布，测试与岩层分布对应的震动波传播速度分布；并利用传播速度校正模型基于岩层分布和震动波传播速度分布，计算震动波传播等效平均速度；

6、利用三维定位方程组基于多台微震传感器的空间坐标、多路震动波信号的到达时间和震动波传播等效平均速度，计算预设坐标系内震动点的空间坐标。

7、根据本公开的另一个方面，提供了一种井下震动点定位装置，包括：

8、获取模块，用于获取井下综放工作面上布置的多台微震传感器在预设坐标系的空间坐标、以及预先构建的传播速度校正模型和三维定位方程组；其中，多台微震传感器根据综放工作面的巷道分布、岩层结构及工作面尺寸，在胶运巷和回风巷内分别沿走向间隔布置；

9、采集模块，用于通过多台微震传感器实时采集多路震动波信号，并获取各路震动波信号的到达时间；

10、处理模块，用于根据综放工作面的岩层柱状图，确定震动波传播路径上的岩层分布，测试与岩层分布对应的震动波传播速度分布；并利用传播速度校正模型基于岩层分布和震动波传播速度分布，计算震动波传播等效平均速度；

11、处理模块还用于利用三维定位方程组基于多台微震传感器的空间坐标、多路震动波信号的到达时间和震动波传播等效平均速度，计算预设坐标系内震动点的空间坐标。

12、本公开示例性实施例的又一个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现本公开示例性实施例所述的方法。

13、本公开示例性实施例的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开示例性实施例所述的方法。

14、本公开示例性实施例的又一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开示例性实施例所述的方法。

15、如以下将详细描述的，根据本公开实施例的井下震动点定位方法，通过获取井下综放工作面上布置的多台微震传感器在预设坐标系的空间坐标、以及预先构建的传播速度校正模型和三维定位方程组；其中，多台微震传感器根据综放工作面的巷道分布、岩层结构及工作面尺寸，在胶运巷和回风巷内分别沿走向间隔布置；通过多台微震传感器实时采集多路震动波信号，并获取各路震动波信号的到达时间；根据综放工作面的岩层柱状图，确定震动波传播路径上的岩层分布，测试与岩层分布对应的震动波传播速度分布；并利用传播速度校正模型基于岩层分布和震动波传播速度分布，计算震动波传播等效平均速度；利用三维定位方程组基于多台微震传感器的空间坐标、多路震动波信号的到达时间和震动波传播等效平均速度，计算预设坐标系内震动点的空间坐标，能够在综放工作面合理布设微震传感器，减少监测盲区，依托岩层分布校正得到震动波传播速度分布，配合三维定位方程组求解，有效降低岩层非均质与数据误差影响，显著提升井下震动点的定位精度、实时性和稳定性。

16、要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

1.一种井下震动点定位方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩层分布包括多种岩层和各种所述岩层的厚度，所述震动波传播速度分布包括所述多种岩层的震动波传播速度；所述传播速度校正模型为：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述三维定位方程组基于所述多台微震传感器的空间坐标、所述多路震动波信号的到达时间和所述震动波传播等效平均速度，计算所述预设坐标系内震动点的空间坐标，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述三维定位方程组为：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多台微震传感器包括在所述胶运巷内沿走向间隔布置的第一微震传感器、第二微震传感器和第三微震传感器，以及在所述回风巷内沿走向间隔布置的第四微震传感器、第五微震传感器和第六微震传感器；

6.如权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种井下震动点定位装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1~6中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6中任一项所述方法的步骤。